面向办公人员的地图服务模式研究与实践

2024-05-19

面向办公人员的地图服务模式研究与实践（共2篇）

面向办公人员的地图服务模式研究与实践篇1

面向办公人员的地图服务模式研究与实践

本文基于目前迅速发展的IT技术与成熟的地理信息技术,结合政府办公人员的工作特点,提出了基于GIS功能的地图服务模式,并用C开发了无编程网络地图发布工具,实现了专题地图的网络发布,证明了该技术方法的可行性;通过与基于系统的.地图服务模式比较,证实了基于GIS功能的地图服务模式更适合办公人员去使用地图.

作者：苏德国李青元董春 SU De-guo LI Qing-yuan DONG Chun 作者单位：中国测绘科学研究院,北京,100039 刊名：测绘科学 ISTIC PKU英文刊名：SCIENCE OF SURVEYING AND MAPPING 年，卷(期)： 32(6) 分类号：P208 关键词：办公人员地图服务模式无编程

面向办公人员的地图服务模式研究与实践篇2

关键词：计算思维；教学模式；教学内容；教学案例

中图分类号：G710文献标识码：A文章编号：1005-1422（2015）04-0054-04

收稿日期：2015-03-12

作者简介：邓单（1981-），男，广州番禺职业技术学院高级工程师，博士。研究方向：计算机网络、信息安全。（广东广州/511483）

基金项目：本文系广州市教育科学“十二五”规划面上一般课题（编号：1201431075）、广东省高教学会云计算与大数据专委会科研课题（编号：GDYJSKT14-06）项目成果。一、引言

计算思维（Computational Thinking）的概念最早由美国卡内基梅隆大学周以真教授于2006年提出，并进行了系统的定义与分析。随着计算思维概念的提出，工业界与学术界对于计算思维的研究逐渐深入。美国计算机协会（ACM）明确要求在计算机导论课程中讲授计算思维的核心内容。而英国计算机学会（BCS）则组织欧洲的研究学者对计算思维进行研讨与分析，提出了欧洲国家针对计算领域挑战的解决策略。

虽然学术界对于计算思维的准确定义分歧仍然较大，但周以真教授的系统解释获得了国际上最为广泛的认同。周以真教授对计算思维给出如下定义：计算思维是运用计算机科学的基本概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为；计算思维涵盖了反映计算机科学之广泛性的一系列人类的思维活动。计算思维所使用的方法有约简、嵌入、转化和仿真等。一方面，通过抽象化和分解化将复杂问题简化为若干个容易描述的小问题来处理；另一方面，通过启发式推理，在不确定性条件中寻找帮助、提出方案、解决问题。

本文探索计算思维的教学模式设计、实践与效果分析，以网络互连技术课程教学为研究对象，以培养学生计算思维为目标，构建课程教学内容，设计典型教学案例，创新课程教学方法。全文结构安排如下：引言部分介绍计算思维的起源与基本概念；第二部分对国内计算思维的研究及应用状况做简要分析；第三部分从整体层面介绍面向计算思维的教学模式设计思路；第四部分基于计算思维能力培养，分别以教学内容、教学案例等角度讨论网络互连技术课程教学模式。第五部分为结论部分。

二、计算思维研究现状

国内相关研究学者也已经将计算思维能力培养的理念应用于计算机及相关领域课程的教学实践中。图1给出了近8年来各年度发表的计算思维相关文献的数量。2007年，周以真教授首次将计算思维的概念引入国内后，初期并没有引发较大反响；2009年国内著名学者完成了计算思维开拓性的工作：国防科技大学朱亚宗教授首次系统阐述了计算思维与实验思维和理论思维的区别与联系；桂林电子科技大学董荣胜则详细描述了计算思维与计算机方法论研究领域的相互促进关系。河北师范大学郭喜凤教授则从理论层面详细对比了计算理论思维、计算技术思维和计算工程思维，并将计算思维推广到计算机思维。

图1计算思维文献数量分析

2010年7月发布的九校联盟（C9）计算机基础教学发展战略联合声明，旗帜鲜明地把“计算思维能力的培养”作为计算机基础教学的核心任务，到此开启了计算思维研究的序幕。2011年之后，相关文献的数量呈爆发式增长。近年来，基于计算思维的研究已经从理论走向实践。崔玲、奎晓燕等研究将计算思维的理念应用于数据库应用课程教学实践。牟琴、谭良、周雄竣等人则基于计算思维提出了任务驱动式教学模型，将教学者、学习者以及教学活动运用数学函数的模型表述，并在教学实践中验证了该模型的可行性。2014年，哈尔滨工业大学战德臣等提出面向计算思维的大学计算机课程教学内容的最小集合与实施方法；基于计算思维能力培养目标，详细分析了各教学模板的必要性与内容构成。龚向坚和艾明晶等提出以培养和强化学生计算思维能力为目标的计算机专业主干课程教学改革方案和教学实施计划，确立了专业培养计划中的能力目标，构建计算机知识与计算思维有机整合的课程体系。袁磊等结合应用型人才培养的需要，提出基于计算思维的探究式教学模式，具体内容包括课程改革，实践环节以及多维评价机制。韩庆龙等以非计算机专业软件设计基础课程为研究对象，从教学模式、计算思维培养切入点及教学案例等角度对课程改革方案进行了初步探索。马莉则分析高职院校当前信息安全课程教学的现状，提出将计算思维应用于课程的培养目标，课程体系及教学模式等各方面。

面向计算思维的教学模式研究与实践三、面向计算思维的教学模式改革思路

2014年5月，为加快发展职业教育，建设现代职业教育体系，国务院发布了加快发展现代职业教育的决定（国发[2014]19号）；2014年6月，教育部等六部门印发了《现代职业教育体系建设规划（2014-2020）》（以下简称规划）。规划中明确要求：推动教学方法改革，通过真实案例、真实项目激发学习者的学习兴趣、探究兴趣和职业兴趣。

正是在这种形势下，计算思维的教学理念为高职计算机类课程教学改革提供了有益的理论指导。计算思维的核心思想与规划要求完全相符。计算思维的培养核心在于培养学生在已有知识的基础上，主动分析问题、解决问题并进行归纳总结进而推广的能力；它不只是单纯知识点的讲授，也不只是具体技能的培养，而是建立在理论知识与职业技能基础上的思维习惯。计算思维的培养也不只是特定课程的责任，而应该贯穿于整个专业教学体系中。计算思维的训练也是一个长期的过程，需要在教师的指导下有意识地进行训练。

需要特别指出的是，基于计算思维的教学模式，并不需要将已有的教学体系全部推翻重新设计，而应当将具体的计算机知识与计算思维的培养进行适当融合，将计算思维的训练过程融入到课程的教学内容中，通过典型任务、典型案例的设计，潜移默化地将计算思维的思想渗透到学生的思维习惯中。本文将以网络互连技术课程教学为具体研究对象，以培养学生计算思维为目标，构建课程教学内容，设计典型教学案例，创新课程教学方法。

四、面向计算思维的教学模式设计

下文将以网络互连技术课程为例，详细阐述面向计算思维的教学模式设计思路。网络互连技术是高职计算机网络技术专业中的核心课程，该课程以培养学生安装和配置网络设备基本技能为主要教学目标。其先导课程包括计算机网络基础和计算机操作系统，后续课程有网络安全技术、网络系统集成等。传统的网络互连技术课程要求学生熟悉交换机、路由器在网络系统中的作用，通过交换机、路由器的配置来组建、管理和维护中小型网络。

（一）教学内容构建

网络互连技术课程一般包括网络互连概论、交换机原理与基本配置、路由器原理与基本配置、访问控制与地址转换、无线网络原理与配置和广域网原理及配置等若干教学单元。基于计算思维能力培养的课程改革，并不是将已有成熟的教学内容全部推翻；而是将计算思维的培养与网络互连知识有机地整合，在教学过程中强化计算思维。重新构建设计的网络互连技术课程教学内容如表1所示。由表1可见，课程分为6个教学单元。针对各教学单元与计算思维培养的关系，我们将逐一进行详细分析。

第1教学单元网络互连概论中，主要的教学内容包括：网络拓扑层次化结构设计、IP地址的分配和子网划分。本教学单元中，教师需要在讲解网络发展历史过程中，将发展过程中蕴含的计算思维详细剖析，并组织学生进行小组自主讨论分析；在IP地址分配知识点教学过程中，与之对应的是将复杂问题化简优化的计算思维；在子网划分教学内容中，主要涉及的计算思维理念是层次化拓扑结构思维。

第2教学单元交换机原理与基本配置中，主要的教学内容包括：交换机工作原理、交换机管理方法、交换机端口安全、VLAN原理及应用和生成树协议及配置。本教学单元为网络互连技术课程的重点和难点教学内容。其中VLAN原理教学内容对应的是网络化计算思维的培养；生成树协议与配置教学单元则着重强化学生运用计算思维中的递归思想以及数学与工程思维相融合的能力。

第3教学单元路由器原理与基本配置中，主要的教学内容有：路由器工作原理、静态路由与动态路由和路由器配置方法。本教学内容涉及的知识点难度较大，理论深度和数学要求较高，属于本课程教学中的难点内容。在静态路由与动态路由教学内容中，着重讲解两种路由的设计思路，需要让学生理解计算思维中算法设计思维和路由选择设计思维。

第4教学单元访问控制与地址转换中，主要的教学内容有：IP包过滤与防火墙、访问列表的功能与作用、访问控制列表配置、地址转换原理与应用、地址转换配置。在介绍访问控制列表教学过程中，需要将网络安全思维引入教学活动，引导学生使用融合与分解的方法，从不同角度思考加强网络安全的可能性；通过启发式的引导让学生潜移默化地感受计算思维的强大魅力。

第5教学单元无线网络原理与配置中，主要的教学内容有：无线网络架构、无线网络设备简介、无线网络系统的配置。教师在讲解无线网络架构发展过程中，需要有意识地让学生理解有线局域网向无线局域网转化的内在原因与技术驱动，运用启发式推理思维大胆预测未来网络的发展趋势。

第6教学单元广域网原理及配置中，主要的教学内容有：广域网协议原理、广域网认证技术。在本教学单元中，需要让学生理解广域网中分层设计思维的优点以及实际网络中数据加密的原理。

（二）教学案例设计

教学案例是教学内容的重要载体和表现形式。在计算机类课程改革中，可以将计算思维的理念与思想，融入到教学案例的讲解与讨论中，通过真实案例、真实项目激发学生的探究兴趣。本节将以思维互连技术课程中的典型案例设计为例，讨论基于计算思维能力培养的案例教学方法。

如图2所示，基于计算思维的案例教学过程一般分为6个步骤。首先由教师创建描述具体的教学情境，引导学生将教学情境中的需求与问题抽象化，提取其中最根本的概念与知识点；随后将复杂问题进行分解，转化成具体的、可描述的具体问题；再根据已经掌握的知识寻求具体问题的解决方法；当复杂问题解决之后，通过启发式的引导，让学生将本案例进行推广，并总结归纳其中的经验，回顾教学情境中解决问题的整体思路。

图2基于计算思维的案例教学过程分析

在路由器原理与配置教学单元中，单臂路由实验是其中一个重要的知识模块。通过本实验的学习，学生可以深入理解子网划分，VLAN工作原理以及跨VLAN通信原理等多个知识点，具有综合性强，实用性高，难度大等特点。在教学过程中，需要培养学生运用抽象化与分解化的计算思维，发现问题并解决问题。

首先，我们根据实际工作场景创设教学情境，根据中小型网络构建的实际需求引导学生自主地寻求解决方案。在教学情境中，可设计为具体的企业网络场景，并描述企业网络中用户需求：根据不同用户进行子网划分以及跨子网间通信。学生了解具体场景需求后，需要在提问或小组讨论中运用计算思维的方法，将具体问题进行抽象化，并将较为复杂的应用问题分解为几个较为简单的技术问题，即VLAN划分与跨VLAN通信两部分。在此基础上，教师应组织学生在已有网络知识的基础上，对上述技术问题提出解决方案，并在模拟环境或者实体环境中验证方案的可行性。学生经过理论分析和实验验证之后，对具体技术问题已经有了较为全面的认识和理解，此时需要将本次教学情境涉及的技术问题进行推广，以从中找到最为本质性的网络互连知识，并讨论其推广后的应用场景或从中迸发出来的创新的方法与应用。最后需要在教师的带领下，对整体案例学生过程进行总结归纳与回顾，及时指出优缺点并给予具体评价。

同样，基于计算思维能力培养的案例教学，不需要将已有的教学安全完全打破重新设计，而应当从计算思维的基本理念从发，引导学生运用计算思维抽象化分解化的方法解决具体问题，通过启发式推理，提出创新的解决方案。

（三）实践与效果分析

针对面向计算思维能力培养的教学模式设计，我们在2013级两个教学班共计108人次进行了教学实践，达到了预期的教学目的，取得了良好的效果。我们还抽取出教学内容构建中典型的10种具体计算思维能力为教学培养目标，通过问卷调查与测试考核相结合的方式对教学实施前后的效果进行了定量分析。

图3给出教学课程前后各个具体计算思维能力达标的统计数据。由统计数据可以看出，教学实践后的能力成效明显高于教学前。其中本课程中核心的网络化思维能力从教学前的37.04%提升到83.3%；学生普遍反映较难掌握的递归思维也由教学前的8.33%提升到59.26%。整体上分析，10种计算思维能力的平均值从19.26提升到72.41%，教学实践成效明显。

图3基于计算思维的教学模式实施效果对比

五、结论

加强计算思维的能力培养已经成为大学计算机类专业课程改革的共识。本文首先介绍了计算思维的基本概念和目前高校对计算思维研究的现状，提出了面向计算思维的教学模式整体思路；并以计算机网络专业的核心课程网络互连技术为例，从课程教学内容构建与教学案例设计角度，系统分析了基于计算思维能力培养的计算机类教学模式的具体方法与实践。最后从具体化的计算思维能力培养的统计数据角度出发，定量分析了教学模式实施前后的效果对比。统计数据表明，面向计算思维能力培养的教学模式能有效提升学生的学习兴趣和学习成效。

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